近日，深圳湾实验室特聘研究员Artem Efremov团队在《自然—物理》上发表最新研究，揭示了机械转导蛋白的弹性特性在细胞粘附多稳态机械敏感行为中的关键作用。
该研究中，研究人员构建了一个半解析模型，用以整合单个分子离合器组件的力响应数据，从而能够精准预测Tension-gauge-tether实验所测得的分子离合器力加载速率。同时，该模型也能够解释细胞收缩性、配体密度以及黏着斑蛋白（Vinculin）突变体对细胞粘附机械敏感行为的影响。
活细胞对机械信号的感知，在调控细胞生长、迁移、分化等诸多过程中起着关键作用。这些过程对维持细胞正常功能至关重要，功能异常则可能引发癌症及心血管疾病。为阐释细胞粘附复合物的机械敏感特性，此前，科学家们已提出多种分子机制，但这些理论机制多聚焦于单一作用途径，尚未清晰、全面地揭示这些机制如何协同作用，进而调节细胞粘附复合物的机械敏感特性。
鉴于细胞粘附复合物在形成及机械转导过程中所呈现出的复杂性，理解其机械敏感行为成为了力学生物学领域最具挑战的任务之一。研究团队以此为切入点，以积累的实验数据为基础，旨在系统地阐释这些现象的内在机制。
他们提出的半解析模型整合了主要细胞粘附蛋白的力响应数据，能够精准预测“分子离合器”——连接肌动蛋白细胞骨架与粘附受体的力加载速率。该模型将细胞的机械敏感行为与核心蛋白的机械特性联系起来，从而深入解释细胞收缩性、细胞外基质密度和Vinculin突变体对细胞粘附机械敏感行为的潜在作用。
未来，研究团队计划进一步完善该模型，纳入细胞粘附复合物形成过程中的相分离机制，天富注册以及力诱导的肌动蛋白细胞骨架重组过程，深入揭示调控细胞粘附复合物力敏感行为的分子机制，该机制在细胞迁移相关过程中发挥重要作用。
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